异形钢桁架拱桥结构设计及计算分析

某三跨连续中承式钢桁拱桥,跨径布置为22 m+56 m+22 m。主桥拱肋是由中拱肋、边拱肋、副拱肋及腹杆组成的桁架结构。主桥跨中设置系梁,主梁由桥面系及横梁组成,桥面系采用正交异性钢桥面,主梁、系梁及拱肋固结连接。桥梁共设置13对吊杆,扇形布置,吊杆锚固采用耳板的结构形式。主要介绍该桥的结构构造设计及受力计算分析,该桥造型新颖优美,受力及构造较为复杂,可为类似工程提供一定的借鉴。     

济南齐鲁黄河大桥420 m跨网状吊杆系杆拱桥设计

济南齐鲁黄河大桥主桥采用(95+280) m+420 m+(280+95) m三连拱网状吊杆系杆拱桥。420 m主跨拱肋矢高69.5 m,矢跨比1/6,拱轴线为抛物线。拱肋在拱脚分离,在拱顶连接交汇成整体,拱肋横撑采用一字撑。系梁采用钢-混组合梁,钢梁采用扁平钢箱梁,机动车道范围正交异性钢桥面上铺设厚120 mm的C50纤维混凝土桥面板,轨道交通及人行道、非机动车道区域均为钢桥面系。主跨共88根吊杆,吊杆在梁上标准间距9 m,顺桥向倾角约60°。吊杆均采用55-?15.2 mm高应力幅环氧涂层钢绞线,钢绞线标准抗拉强度1 860 MPa。吊杆在拱上采用销接式叉耳板锚固,在梁上张拉端采用带球铰的冷铸锚锚固。该桥具有跨度大、桥面宽、公轨合建等特点,采用网状吊杆布置、高应力幅吊杆体系、组合桥面板系梁等创新设计,桥梁结构安全、合理、经济。     

怎样设计组合式系杆拱桥

组合式系杆拱桥是指跨中局部范围布置单榀拱肋、其余两侧采用双榀成提篮式,或在满足建筑限界要求范围内设平行式的拱桥,其二榀间一般采用框架式联结系。对于中承式系杆拱桥,桥面以下设置K式桁架联结系。为了改善拱肋面外稳定性,一般采用斜吊杆以及设置边跨系梁;或者采用中承式,以降低拱肋面外失稳时的屈曲系数,从而提高上述组合拱的跨越能力。现着眼于上述设计设想提供编制的方案路线及相应的稳定性验算实用公式,并以算例作出说明。     

反对称钢筋混凝土拱肋异型系杆拱桥施工控制技术

上海大庆桥为跨径60m的异型系杆拱桥,主拱横桥向反对称布置2片C50钢筋混凝土拱肋。该桥采用"先梁后拱"方案施工,即先采用满堂支架现浇系梁并张拉预应力,再在支架上现浇拱肋。在该桥施工中,先张拉吊杆再进行拱肋脱架,以改善裸拱圈在自重作用下的不利受力问题;在横梁与系梁间设置后浇带,以缓解横梁在顺桥向的受剪状态;在主梁支架拆除后再将桥面板与系梁、横梁联结,以减少桥面板参与系梁受力;吊杆采用三轮张拉方案,吊杆在拱肋脱架前进行首轮张拉,在系梁、横梁联结后进行第2轮张拉,第2轮张拉后拆除主梁支架,在桥面系施工后进行第3轮张拉;拱肋变形较大部位的吊杆先张拉,反之后张拉。该桥成桥后的结构线形与内力均满足设计要求。     

420 m跨组合梁网状吊杆拱桥技术特点

齐鲁黄河大桥主跨为420 m网状吊杆拱桥。拱肋采用钢箱提篮拱，矢跨比为1/6,横向布置在轨道交通和车行道之间，以保证景观效果。系梁采用正交异性组合桥面板，以保证桥面系耐久性，同时减轻结构自重。为简化锚固构造，网状吊杆采用恒定倾角布置形式，顺桥向倾角约60°;吊杆采用疲劳应力幅为400 MPa的环氧涂层钢绞线，以满足网状吊杆高应力幅需求。墩柱采用尖端形薄壁双柱墩，以减小水流及冰凌对结构影响，基础采用整体式承台、钻孔灌注桩。根据建设条件，系梁施工采用步履式顶推，拱肋施工采用梁上支架拼装配合整体提升工艺。通过对正交异性组合桥面板、网状吊杆布置及高应力幅吊杆体系等创新设计，实现了工程的安全、合理、耐久及经济性。     

系杆拱桥的稳定性分析

刚性梁柔性拱组合式桥梁是常用的下承式或中承式系杆拱桥。为保证拱的空间稳定性,常采用多肋式,即两榀或多榀设横系梁或桁架组合;大跨径有把拱平面倾侧形成提篮式。采用独榀拱布置时会遇到裸拱的空间稳定性问题,考虑到拱梁间吊杆的存在,依托系梁的强大抗弯刚度,为拱提供了抵抗失稳的能力。根据小挠度稳定性理论推导出拱在面外失稳时吊杆产生的扶正力,从而计算拱的临界压力。根据公路桥规相关规定提出可供实用的计算长度,验算拱的正截面抗压承载力,并以实例说明相关的计算。     

网拱应用综述

网拱是指采用斜吊杆且斜吊杆至少交叉两次的系杆拱。该文介绍了网拱在国外的应用发展概况,桥型特点,拱肋、系梁、吊杆以及吊杆与拱肋和系梁的联结等主要构造,给出了两个典型桥例。以供我国网拱应用参考。     

宜昌香溪长江公路大桥主桥设计

宜昌香溪长江公路大桥主桥为钢桁架全推力中承式无铰拱桥,拱轴计算跨径为519m。拱肋采用空间变截面桁架结构,拱轴线采用悬链线形,拱轴系数为2.0。桁架拱采用2片主桁,主桁采用柏式桁架,主桁节点采用焊接整体节点。拱脚采用厚承压板格构+预应力的钢-混结合段构造。拱上立柱采用钢箱排架结构。桥面梁采用格子梁体系,在钢纵、横梁顶面布置焊钉与钢筋混凝土桥面板形成结合梁结构,桥面结构采用纵向部分固结+纵向限位+横向多点拉索减震的支承方式。吊杆采用整束挤压钢绞线吊杆。拱座采用分离式钢筋混凝土结构,拱座基础采用明挖扩大基础。上部结构安装采用斜拉扣挂、缆索吊装系统,拱肋主桁采用节段整体吊装,两岸对称悬臂拼装的方式架设。     

浦东新区钢管混凝土桁架系杆拱桥的设计实践

借鉴在浦东新区已建或待建的钢管混凝土桁架系杆拱桥的经验,进一步探索了桁架拱肋断面形状选择、拱梁设计的理论,包括计算图式的取用。介绍了实践桥梁的桥面系设计及拱梁结构计算结果。同时深化了桁架系杆拱桥无支架施工工艺。     

钢系杆拱桥结构体系设计参数研究

系杆拱桥具有跨越能力大、建筑高度小等优点,在已建高速铁路的国家都得到了应用,但我国至今还没有在高速铁路上实际建成大跨度钢系杆拱桥,设计中还有许多问题需要研究。以大跨度钢系杆拱桥为工程背景,利用有限元程序分析了矢跨比、系梁和拱肋的刚度比、拱肋横向连接系的设置、吊杆布置形式、桥面系对结构力学特性的影响,探讨了上述参数相对较优的方案,供设计人员参考。     

钢桁架提篮系杆拱桥索力监控

利用MIDAS/Civil有限元软件,建立了主跨45 m的钢桁架提篮系杆拱桥的三维精细化施工全过程格子梁主梁有限元仿真模型。针对首次采用实心钢拉杆作为拱桥吊杆的系杆拱结构,从三维有限元模型中提取吊杆张拉影响矩阵。通过数显扭力扳手张拉吊杆,结合修正的频率法对吊杆拉力的测试,以及对主梁、拱肋关键截面的应力监测,成功实现了桥梁的体系转换。实测结果表明,桥梁线形、吊杆拉力、主梁及拱肋内力与设计期望值的误差均在设计允许范围内。文章研究方法与所得结论可为同类桥梁的建造提供借鉴。     

重庆朝天门长江大桥主桥设计与技术特点

重庆朝天门长江大桥主桥采用(190+552+190)m中承式连续钢桁系杆拱桥结构,为双层桥面布置的公轨两用大桥。主桁拱肋为变高度N形桁式,中跨布置双层系杆。主桁构件选用3种不同材质,部分采用了变宽(高)度杆件。中间支承节点采用整体节点,其余均采用拼装式节点构造。上层系杆采用钢制杆件,下层系杆采用组合式系杆,吊杆采用高强度平行钢丝索。桥面系采用公路为正交异性钢桥面板、轻轨为纵横梁体系的组合式桥面结构。主梁边跨采用临时墩辅助的伸臂法架设,中跨采用扣索塔架辅助全伸臂安装,先拱后梁,在跨中合龙。     

斜靠式提篮拱桥设计特点

斜靠式提篮拱桥具有独特的横向稳定性和美观等特点．本文对斜帛式混凝土系杆拱桥的拱肋、系梁、吊杆、下部结卡句及施工方案与注意事项等做简要介绍。     

惠州鹅城大桥主桥总体设计北大核心

惠州鹅城大桥连接惠州江北中心区与水口中心区,以东江之“水”、惠州之“鹅”为主要元素进行主桥演绎设计,采用(50+180+180+50) m四跨连续斜跨异型下承式系杆拱桥,采用钢梁钢拱结构,拱梁固结、墩梁分离。主桥采用竖向和水平向分离的组合式支撑体系;拱跨标准段、梁跨标准段及拱梁结合段主梁分别采用分离式双小边箱+工字梁、半封闭双小边箱及全封闭整箱横断面;拱肋系统由主拱肋、副拱肋、主副拱肋间斜杆、副拱肋间曲杆和曲杆间水平拉索组成;吊杆呈空间放射布置,吊杆上锚点通过锚管或锚梁锚固于主拱拱肋内,下锚点通过钢锚箱锚固于主梁外侧斜腹板上;鹅形塔柱为空间曲面塔柱,根部与主梁固结形成整体刚性节点;桥面铺装采用UHPC桥面铺装。主桥施工采用先顶推主梁再梁上少支架竖转架设拱肋的分部顶推和架设方案。     

系杆拱桥稳定性再探讨——考虑面内吊杆扶正力影响及其他

在文献[1-2]研究系杆拱桥拱肋稳定性的基础上,进一步研讨拱肋面内纵向移动吊杆扶正力影响,并通过钢箱拱与结合梁为系梁的虚拟实例,对面内吊杆力纵移影响完成数值运算。     

塔园大桥钢桁架主拱整体提升安装与施工控制

塔园大桥工程(Tayan Bridge)主桥为75 m+200 m+75 m三跨连续刚性吊杆钢桁架系杆拱桥。根据现场施工条件和其自身结构特点,先整体提升合龙钢桁架主拱,再安装桥道系系杆,形成系杆拱结构后进行落拱;然后安装刚性吊杆,最后进行桥道系落架,完成全桥永久结构的安装。施工时,选取较为合理的体系转换顺序,通过采用有限元计算软件模拟分析施工过程中各阶段临时结构和永久结构的内力变化,并进行动态调整,以将结构杆件内力和成桥线形控制在合理范围内。     

通辽市胜利大桥总体设计

通辽市胜利大桥主桥采用3×81.44 m简支钢管混凝土系杆拱,矢跨比f/L=1/5,下部结构采用承台加群桩基础的结构形式.拱肋采用竖直哑铃形双片下承式拱肋,为保证系杆拱的空间稳定性,在2片拱肋之间共设置3道风撑.每孔拱桥设17对吊杆,吊杆由85根φ7镀锌高强钢丝组成,为双护层大扭矩厂制成品索.系梁设在非机动车道和人行道...     

系杆拱桥在风压力下吊杆力的非保向效应

研究了系杆拱桥在风压力与拱轴压力共同影响下引起的横向挠曲,同时考虑了吊杆力的非保向共同作用。采用单榀箱形拱肋与结合梁为系梁,以及框架式联结系的双榀系杆拱桥2个算例,对上述影响作出相应的计算,并对箱形拱肋弹性薄板进行局部加劲的优化设计,以提高其稳定性。     

浅谈大跨径钢管混凝土拱桥施工工艺

复兴大桥主桥为上下双层钢管混凝土系杆拱桥.介绍其主体结构的施工,主要包括拱肋的吊装、钢系梁的吊装、上层吊杆横梁的吊装、下层吊杆横梁的吊装、拱上立柱横梁的吊装、空心板梁、π形桥面板的吊装.     

系杆拱人行桥无支架安装方案与施工阶段分析

以实际工程为背景,介绍了系杆拱人行桥以钢管混凝土拱肋做为施工劲性骨架,通过吊杆悬挂系梁横梁预制节段,用临时钢束平衡拱脚水平推力的无支架安装方案;分析了该无支架安装方案对结构设计的影响,采用Midas/civil建模分析,从加载顺序确定、合理选择拱肋组合断面及加载工况优化、临时束索力调整及拱脚水平位移控制等方面对无支架安装设计施工进行优化分析。